針對(duì)火電廠煙氣脫硝釩鈦基催化劑的特效再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火力發(fā)電廠煙氣脫硝領(lǐng)域，尤其是指一種煙氣脫硝釩鈦基催化劑的再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2004年7月，我國(guó)公布并實(shí)施《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)火電廠氮氧化物排放要求有了大幅度提高。2010年環(huán)保部對(duì)外公布了《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》的征求意見稿，其稿特別提出“失效催化劑應(yīng)盡可能采用再生技術(shù)，無法再生的失效催化劑可按《危險(xiǎn)廢物安全填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn))(GB18598)的要求進(jìn)行填埋。” “鼓勵(lì)高性能催化劑原料、新型催化劑、失效催化劑的再生及安全處置技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用?！?2012年，科技部發(fā)布《藍(lán)天科技工程“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，明確提出:“針對(duì)燃煤電站鍋爐和工業(yè)鍋爐污染物排放，研發(fā)脫硫脫硝脫汞協(xié)同控制技術(shù)，超細(xì)粉塵高效捕集技術(shù)，脫硝催化劑生產(chǎn)和再生技術(shù)等”。SCR脫硝技術(shù)是目前最有效的煙氣脫硝技術(shù)。核心部分催化劑的壽命一般在3?5年，3?5年之后需要進(jìn)行更換。廢棄催化劑的處理費(fèi)用高達(dá)500歐元/m3。再生是將催化劑送回原廠，經(jīng)過沖洗、化學(xué)藥劑浸泡、重新加入活性物質(zhì)等處理過程后，將其催化效率回復(fù)到出廠之初。催化劑再生所需的費(fèi)用為購買全新催化劑費(fèi)用的1/2，雖然耗資較大，但還是較重新購買便宜。
[0003]催化劑是整個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)的核心部分，目前工業(yè)中應(yīng)用最多的催化劑大多是釩鈦基催化劑，即以Ti02為載體，V205等活性物質(zhì)加以負(fù)載，常見的有V205-W03/ Ti0^V205-Mo03/ Ti02、V205 -W03 -Mo03/Ti02。針對(duì)GB/T 31587-2015中指出的蜂窩式釩鈦基煙氣脫硝催化劑隨著催化劑使用時(shí)間的增長(zhǎng)，催化劑會(huì)逐漸發(fā)生失活現(xiàn)象，其主要原因包括以下四種:(1)砷(As)、堿金屬(主要是K、Na)等引起的催化劑中毒；(2)煙塵；(3)燒結(jié)；(4)磨損導(dǎo)致的催化活性下降。目前該催化劑失活后(催化效率〈50%)，沒有給出詳細(xì)的方法來進(jìn)行再生。JB/T 12129-2015《燃煤煙氣脫硝失活催化劑再生及處理方法》也沒能給出詳盡的操作步驟指導(dǎo)。
[0004]德國(guó)、日本、美國(guó)是SCR催化劑研發(fā)生產(chǎn)及再生技術(shù)最成熟的國(guó)家，其中德國(guó)的Evonik公司、美國(guó)的Coalogix公司等在失活催化劑的水洗再生、酸堿液處理再生、熱還原再生方面也取得很多成果，但是我國(guó)煤質(zhì)波動(dòng)較大，中毒原因復(fù)雜多變，再生技術(shù)還處于萌芽階段，難以解決同時(shí)去除多種雜質(zhì)，并使得再生后的催化劑活性穩(wěn)定達(dá)到90%以上。為了從根本上解決催化劑高效再生的問題，亟待開發(fā)出一種新型再生技術(shù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種針對(duì)火電廠煙氣脫硝釩鈦基催化劑的特效再生方法，特別是以GB/T 31587-2015中指出的蜂窩式釩鈦基類煙氣脫硝催化劑為對(duì)象，解決該類催化劑中毒后的再生問題，中毒指標(biāo)滿足:催化效率45%?50%，活性小于25 m/h，S02/S03轉(zhuǎn)化率大于1.5%，胺逃逸率大于3 mg/m3,抗壓強(qiáng)度大于40 N/cm2，使得催化活性恢復(fù)率達(dá)90%以上。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案包括下列步驟:
(1)將催化劑在去離子水中浸泡25?35min，催化劑與去離子水的體積比為1:2?4，超聲震蕩清洗25?35 min，超聲波超聲波頻率為40?60kHz，鼓泡清洗25?35 min，鼓泡氣體流量為1.2 m3/h，保持水溫25?30 °C；
(2)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%?2%稀硝酸+0.5%EDTA+1%有機(jī)復(fù)合酸+緩沖溶液浸泡25?35min，鼓泡清洗清洗25?35 min，鼓泡氣體流量為1.5 m3/h，溶液溫度保持25?30 °C；
(3)將清洗后的催化劑置于110°C下干燥50?70 min，再在420-430 °C下煅燒100~140 min；
(4)在60°C水浴條件下，用前驅(qū)體溶液浸泡步驟(3)所得的催化劑25?35min，催化劑與前驅(qū)體溶液的體積比1:2?3，然后在110 °C下干燥50?70 min，在500 °C下煅燒3.5?4.5h，使偏釩酸銨充分分解，得到負(fù)載V205的催化劑樣品；
(5)將步驟(4)所得催化劑樣品用水震蕩清洗25?35min，體積比為1:2?3，超聲波的超聲波頻率為40?50kHz，鼓泡清洗50?70 min，鼓泡氣體流量為1.2 m3/h，水溫保持25?30°C；
(6)室溫下，氮?dú)飧稍锎祾??2h，氣體流量為2?3m3/h。
[0007]本發(fā)明所述催化劑是GB/T31587-2015中提出的蜂窩式釩鈦基類煙氣脫硝催化劑、且是指該類催化劑中毒后，中毒指標(biāo)滿足:催化效率45%?50%，活性小于25 m/h，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率大于1.5%，胺逃逸率大于3 mg/m3,抗壓強(qiáng)度大于40 N/cm2。
[0008]本發(fā)明所述有機(jī)復(fù)合酸:0.75%梓檬酸+0.25%甲酸水溶液。
[0009 ]本發(fā)明所述緩沖溶液:PH=3的乙酸+乙酸鈉緩沖溶液。
[0010]本發(fā)明所述前驅(qū)體溶液:去離子水+5 %乙醇胺+6 %偏釩酸銨。
[0011 ]本發(fā)明的有益效果是:利用超聲波或鼓泡輔助復(fù)合酸洗液清洗能夠去除失活催化劑的灰塵以及有害元素，恢復(fù)比表面積。通過偏釩酸銨溶液的浸泡，催化劑中v205的含量升高，再生催化劑的脫硝效率提高，并最終活性恢復(fù)率達(dá)到90%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
包括下列步驟:
(1)將催化劑在去離子水中浸泡25min，催化劑與去離子水的體積比為1:2，超聲震蕩清洗25 min，超聲波超聲波頻率為40kHz，鼓泡清洗25 min，鼓泡氣體流量為1.2 m3/h，保持水溫25°C ；
(2)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%稀硝酸+0.5%EDTA+1%有機(jī)復(fù)合酸+緩沖溶液浸泡25min，鼓泡清洗清洗25min，鼓泡氣體流量為1.5 m3/h，溶液溫度保持25°C ；
(3)將清洗后的催化劑置于110°C下干燥50min，再在420°C下煅燒lOOmin;
(4)在60°C水浴條件下，用前驅(qū)體溶液浸泡步驟(3)所得的催化劑25min，催化劑與前驅(qū)體溶液的體積比1:2，然后在110 °C下干燥50 min，在500 °C下煅燒3.5h，使偏釩酸銨充分分解，得到負(fù)載V205的催化劑樣品；
(5)將步驟(4)所得催化劑樣品用水震蕩清洗25min，體積比為1:2，超聲波的超聲波頻率為40kHz，鼓泡清洗50min，鼓泡氣體流量為1.2 m3/h，水溫保持25°C ； (6)室溫下，氮?dú)飧稍锎祾遧h，氣體流量為2m3/h。
[0013]本發(fā)明所述催化劑是GB/T31587-2015中提出的蜂窩式釩鈦基類煙氣脫硝催化劑、且是指該類催化劑中毒后，中毒指標(biāo)滿足:催化效率45%?50%，活性小于25 m/h，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率大于1.5%，胺逃逸率大于3 mg/m3,抗壓強(qiáng)度大于40 N/cm2；
本發(fā)明所述有機(jī)復(fù)合酸:0.75%梓檬酸+0.25%甲酸水溶液；
本發(fā)明所述緩沖溶液:pH=3的乙酸+乙酸鈉緩沖溶液；
本發(fā)明所述前驅(qū)體溶液:去離子水+5 %乙醇胺+6 %偏釩酸銨。
[0014]實(shí)施例2 包括下列步驟:
(1)將催化劑在去離子水中浸泡30min，催化劑與去離子水的體積比為1:3，超聲震蕩清洗30min，超聲波超聲波頻率為50kHz，鼓泡清洗30min，鼓泡氣體流量為1.2 m3/h，保持水溫 30°C ；
(2)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.5%稀硝酸+0.5%EDTA+1%有機(jī)復(fù)合酸+緩沖溶液浸泡3